- дек 26, 2018
Глебова И.Б., Шилова О.А.
Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Глебова Ирина Борисовна – младший научный сотрудник,
лаборатория строения и свойств стекла;
Шилова Ольга Алексеевна – доктор химических наук, профессор, заведующая лабораторией,
лаборатория неорганического синтеза,
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени
Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской Академии наук,
кафедра химии, физики и биологии наноразмерного состояния,
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет),
кафедра наноматериалов и нанотехнологии для электроники,
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) исследованы состав и мезоструктура эпоксидно-титанатных нанокомпозитов, полученных золь-гель методом при разном массовом соотношении тетрабутоксититана (ТБТ) и эпоксидной смолы (ЭП): 10, 33, 50, 60, 70 100 (в масс. %), при неизменной концентрации других компонентов золей. Установлено, что при соотношениях ТБТ : ЭП, равных 10:90 и 33:67 масс. % наблюдается образование плотных поверхностных фрактальных кластеров, что приводит к упрочнению структуры нанокомпозитов. При этом сильно замедляется процесс формирования структурной сетки гибридного нанокомпозита по сравнению с формирование структурной сетки в золях на основе как ТБТ, так и ЭП. Золь-гель композиции с равным соотношением ТБТ и ЭП (50 : 50 масс. %) оказались наиболее оптимальными по времени отверждения в сравнении как с медленно отверждающимися эпоксидными композициями, так и с золями на основе ТБТ. Во всех эпоксидно-титанатных композитах обнаружены области неоднородности ~13-15 Å. Можно предположить, что это – зародыши кристаллизации частиц TiO2.
Ключевые слова: золь-гель метод, малоугловое рассеяние рентгеновских лучей, эпоксидно-титанатные нанокомпозиты, фрактальная структура.
THE EFFECT OF THE EPOXY RESIN AND TITANIUM ALCOXIDE RATIO ON THE PROPERTY AND MESOSTRUCTURE OF EPOXY-TITANATE SOL-GEL DERIVED COMPOSITIONS
Glebova I.B., Shilova O.A.
Glebova Irina Borisovna - Junior Researcher,
LABORATORY OF THE STRAW AND GLASS STACK;
Shilova Olga Alekseevna - Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of the Laboratory,
LABORATORY OF THE NONORGANIC SYNTHESIS,
FEDERAL STATE BUDGETARY INSTITUTION OF SCIENCE OF THE ORDER OF THE RED BANNER OF LABOR
INSTITUTE OF SILICATE CHEMISTRY, RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES,
DEPARTMENT OF CHEMISTRY, PHYSICS AND BIOLOGY OF NANOMETER STATE,
PETERSBURG STATE INSTITUTE OF TECHNOLOGY (TECHNICAL UNIVERSITY),
DEPARTMENT OF NANOMATERIALS AND NANOTECHNOLOGY FOR ELECTRONICS,
PETERSBURG ELECTROTECHNICAL UNIVERSITY "LETI", PETERSBURG
Abstract: сomposition and mesostructure of epoxy-titanate nanocomposites prepared by the sol-gel tehnology with a different weight ratio of tetrabutoxytitanium (TBT) and epoxy resin (EP): 10, 33, 50, 60, 70 100, in wt. % (while as the concentration of other components of sols was constant) were investigated by small-angle X-ray scattering (SAXS) and thermal analysis methods. The dense surface fractal clusters is observed at ratios of TBT: EP equal to 10:90 and 33:67 wt. %. It leads to the strengthening of the structure of nanocomposites. However, in this case, the process of formation of the hybrid nanocomposites structural network was greatly slowed down compared to the formation of a structural network in sols based only on TBT. Sol-gel compositions with an equal ratio of TBT and EP (50 : 50 wt. %) were the most optimal in relation to the curing time in comparison with both slowly cured epoxy compositions and TBT derived sols. The heterogeneity areas of in size of ~ 13–15 Å were found in all epoxy-titanate composites. It can be assumed that these are crystallization nuclei of TiO2 particles.
Keywords: sol-gel technology, small angle X-ray scattering (SAXS), epoxy-titanate nanocomposites, fractal structure.
Список литературы / References
- Functional Polymer Coatings: Principles, Methods, and Applications, Limin Wu, Jamil Baghdachi, Eds., Publ. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2015. 368 p.
- Rubab Zakya, Afzal Adeel, M. Siddiqi Humaira, Saeed Shaukat. Preparation, Characterization, and Enhanced Thermal and Mechanical Properties of Epoxy-Titania Composites, Hindawi Publ. Co, Sci. World J. 2014, Article ID http://dx.doi.org/10.1155/2014/515739/ (дата обращения: 26.12.2018).
- Li Shing Chou, Chun-Ting Tung, Yu-Ming Lin, Ai-Kang Li, Preparation and optical properties of titania/epoxy nanocomposite coatings, Mater. Lett. 2008 62 (19). Р 3416-3418. DOI: 10.1016/j.matlet.2008.02.058/ (дата обращения: 26.12.2018).
- Chun-Chang Wuand Steve Lien-Chung Hsu., Preparation of Epoxy/Silica and Epoxy/Titania Hybrid Resists via a Sol−Gel Process for Nanoimprint Lithography, Phys. Chem. C, 2010 114 (5). Рp. 2179–2183. DOI: 10.1021/jp908141.
- Anujit Ghosalab, Sharif Ahmad, High performance anti-corrosive epoxy–titania hybrid nanocomposite coatings, New J. Chem., 2017 41. Р 4599-4610. Doi: 10.1039/C6NJ03906E.
- Matejka L. at al. Formation of silica/epoxy hybrid network polymers // Non-Cryst Solids, 2003. 315 (1-2). Рp. 97-205.
- Steven R. Davis 1, Adrian R., Alan Atkinson. Formation of silica/epoxy hybrid network polymers, Non-Crystal. Solids 2003 315. Рp. 197–205.
- Matejka L. at al. Epoxy-silica hybrid materials synthesized via sol-gel process, Composite Interfaces 2005 118 (-9), pp. 631-641.
- Хамова Т.В., Шилова О.А., Копица Г.П., Angelov В., Жигунов А. Влияние биоцидных добавок на мезоструктуру эпоксидносилоксановых биоактивных покрытий, Поверхность. рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2015. С. 5–15.
- Matejka L. at al. Properties and microstructures of epoxy resin/TiO2 and SiO2 hybrids, Polym. Int. 2005 54 (2). Р 354-361.
- Glebova Irina B. and Ugolkov Valery L. SAXS and WAXS investigations and thermal analysis of structural transformation of Pplyorganosiloxane and of the systems of polyorganosiloxane – silicate and polyorganosiloxane – oxide within the temperature range from 20°С to 600°С, Smart Nanocomposites, 2017. 8 (1). Р 33-41.
Ссылка для цитирования данной статьи
Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства. | ||
Глебова И.Б., Шилова О.А. ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ И АЛКОКСИДА ТИТАНА НА СВОЙСТВА И МЕЗОСТРУКТУРУ ЭПОКСИДНО-ТИТАНАТНЫХ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ КОМПОЗИЦИЙ // Наука, техника и образование №12 (53), 2018. - С.{см. журнал}. |